現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)新方法研究

劉興權(quán)

摘 要：對于工業(yè)來講，它的發(fā)展離不開機(jī)械設(shè)計。只有不斷的設(shè)計出高品質(zhì)的產(chǎn)品，才可以更好的為社會貢獻(xiàn)力量。透過機(jī)械設(shè)計相關(guān)的創(chuàng)新思想以及相關(guān)設(shè)計等方面詳細(xì)講述了其創(chuàng)新的有關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；創(chuàng)新；方法

作為規(guī)模龐大的硬件，機(jī)械的設(shè)計工作不單單要有詳實(shí)的專業(yè)技術(shù)，同時還要有足夠的耐心，并且要確保工作者工作細(xì)致。在過去的時候要想做好設(shè)計工作只要按照上述的規(guī)定來開展就行。但是在當(dāng)前時期要想做好就必須有創(chuàng)新精神。

1 設(shè)計者要有創(chuàng)新思想

要打破過去的思維定式，要進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，規(guī)定工作者要具有創(chuàng)新的思想，而且要將這種思想用到具體的工作中去。創(chuàng)新就表示要打破過去的定式思想，要使用新的思想來分析問題。創(chuàng)新不論是對于國家亦或是區(qū)域來講都是非常關(guān)鍵，對于設(shè)計人員來講，假如不具有創(chuàng)新水平，其活動就不能夠被認(rèn)可。任何優(yōu)秀而且有一定水平的設(shè)計人員要時刻謹(jǐn)記創(chuàng)新思想，要通過創(chuàng)新思想來分析內(nèi)容，進(jìn)而結(jié)合自身的知識來開展好工作。接下來詳細(xì)的分析創(chuàng)新思想。

第一，創(chuàng)新有著較高的獨(dú)創(chuàng)意義，也就是說要勇于打破所有的傳統(tǒng)思想，要尋求更為有效的思想措施。獨(dú)創(chuàng)性會使得設(shè)計內(nèi)容在思想上更為脫俗，積極的追求更高領(lǐng)域的發(fā)展。

第二，創(chuàng)新有著較高的實(shí)用意義，其展示在可以適應(yīng)市場，并且能夠有效的進(jìn)行生產(chǎn)。

第三，有著強(qiáng)大的突破性特點(diǎn)，規(guī)定工作者要打破定向思想，要學(xué)會使用全新的技術(shù)，要不斷的探索新的理念，為設(shè)計創(chuàng)造全新的發(fā)展空間。

第四，還應(yīng)該有良好的聯(lián)動性。所謂創(chuàng)新思維其實(shí)就是聯(lián)動思維，其涵蓋了水平方向以及豎向和反向三類，它們規(guī)定我們要從不一樣層次來思索，進(jìn)而得到最為優(yōu)秀的內(nèi)容。

2 做好設(shè)計優(yōu)化發(fā)展

當(dāng)前的優(yōu)化設(shè)計在開展的時候是將數(shù)學(xué)規(guī)劃當(dāng)成前提，將電腦當(dāng)成是設(shè)備，在積極的分析相關(guān)制約條件的背景下，不斷的尋求最佳規(guī)劃。它是當(dāng)前使用眾多措施中比較優(yōu)秀的一類，它的中心設(shè)計思想體現(xiàn)了時代的發(fā)展特色。

我們國家在該方面已經(jīng)做了很多的研發(fā)，探索出了很多優(yōu)秀的設(shè)計程序，而且在設(shè)計領(lǐng)域得到了非常好的反響。不過該措施并沒有應(yīng)用到所有的設(shè)計領(lǐng)域之中。我們可以肯定該設(shè)計措施是有效的，其不單單規(guī)定工作者應(yīng)該有非常強(qiáng)大的專業(yè)水準(zhǔn)，還要確保他們敢于積極創(chuàng)新，要在過去的前提下積極的追求新的發(fā)展，進(jìn)而合乎發(fā)展需要，而且不斷變化發(fā)展。

使用該設(shè)計措施，能夠保證我們考慮到很多層次的內(nèi)容，能夠更為合理的處理問題。能夠保證我們獲取更為精準(zhǔn)的設(shè)計信息，縮減設(shè)計所用的時間。是當(dāng)前設(shè)計工作中非常關(guān)鍵的一個要素，它把設(shè)計先進(jìn)理念融匯到設(shè)計里，一直在尋求最為優(yōu)秀的設(shè)計理念，提升了設(shè)計的品質(zhì)，確保了設(shè)計徹底的打破了傳統(tǒng)設(shè)計模式。

3 關(guān)于機(jī)械設(shè)計的變型設(shè)計

此處講到的定型設(shè)計，具體的說是在之前的產(chǎn)品的開展全新的探索活動，確保零件尺寸更合乎規(guī)定，產(chǎn)品更為通用，更加的具有系列化特征，進(jìn)而可以更加完美的合乎使用人的規(guī)定。

我們將產(chǎn)品功能、原理和結(jié)構(gòu)都相同，而尺寸和性能參數(shù)不同的設(shè)計稱為縱系列產(chǎn)品的設(shè)計變型；將在基礎(chǔ)型產(chǎn)品的基礎(chǔ)上擴(kuò)展功能的設(shè)計稱為橫系列產(chǎn)品的設(shè)計變型；另外，設(shè)計具有先進(jìn)動力參數(shù)的不同類型產(chǎn)品我們稱之為跨系列產(chǎn)品的設(shè)計變型。通過上述的分析得知，定型設(shè)計能夠在確保產(chǎn)品功效以及理念不改變的背景之下，結(jié)合使用人的規(guī)定，調(diào)節(jié)其他的一些數(shù)值，進(jìn)而得到更為合理的產(chǎn)品。

機(jī)械產(chǎn)品三維參數(shù)化變型設(shè)計是以拓?fù)浼s束、尺寸約束、工程約束驅(qū)動為技術(shù)基礎(chǔ)的變型設(shè)計方法中的一種。傳統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計對部分特征驅(qū)動尺寸做出修改，使其他關(guān)聯(lián)尺寸得到相應(yīng)調(diào)整，從而得到結(jié)構(gòu)相同但尺寸不同的系列零件三維模型；三維參數(shù)化變型設(shè)計不僅包括這些，而且涵蓋了三維參數(shù)化模型驅(qū)動后與之相關(guān)聯(lián)的工程圖的視圖位置、比例、尺寸、注釋、BOM表等相關(guān)信息的自動更新，生產(chǎn)制造的下游工裝夾具、工藝規(guī)程規(guī)劃、NC代碼等的參數(shù)化關(guān)聯(lián)設(shè)計，乃至整個產(chǎn)品生命周期的參數(shù)化設(shè)計。通過分析我們得知，機(jī)械設(shè)計本身是一個非常深奧的學(xué)科知識，其涵蓋非常多的要素，因此具體的設(shè)計措施也應(yīng)該是多樣化。身為眾多設(shè)計措施中的一類，定型設(shè)計思想的超前性，以及其他的一些特點(diǎn)使得該項設(shè)計工作打破了之前固定的設(shè)計理念，朝著更為精準(zhǔn)合理的方向發(fā)展邁進(jìn)。

4 反求設(shè)計

在探索該項內(nèi)容的時候，要著重分析如下的技術(shù)內(nèi)容：

（1）研發(fā)更為有益處的測量措施和機(jī)械，提升精確性，減小測量誤差Δ測。

（2）研究更加實(shí)用的三維重構(gòu)方法和軟件系統(tǒng)，提高計算精度，減小計算誤差Δ計。

（3）將人工智能技術(shù)、數(shù)理統(tǒng)計理論、精度設(shè)計等多學(xué)科技術(shù)合理融合運(yùn)用，形成一種獨(dú)特的設(shè)計參數(shù)還原技術(shù)，有效地解決原始設(shè)計參數(shù)還原問題。

（4）研究能滿足反求工程Ⅱ要求的產(chǎn)品主模型技術(shù)，形成描述產(chǎn)品裝配關(guān)系的建模體系，以利于原始設(shè)計參數(shù)的還原。

（5）開發(fā)具備原型產(chǎn)品設(shè)計精度分析功能，可實(shí)現(xiàn)原始設(shè)計參數(shù)還原的軟件。

現(xiàn)階段國內(nèi)外反求工程所構(gòu)造的CAD模型，基本上僅為幾何形狀重構(gòu)，談不上滿足一定要求的“精度設(shè)計”和“精度制造”。為說明這一點(diǎn)，以下引入反求工程所獨(dú)有的3個參數(shù)的概念：重構(gòu)參數(shù)、實(shí)物原型參數(shù)和原始設(shè)計參數(shù)。反求工程Ⅱ設(shè)計階段的結(jié)果是重構(gòu)的CAD三維模型，這種CAD模型自然具有各種參數(shù)（主要是幾何形狀參數(shù)）。這些參數(shù)是反求工程依據(jù)測量點(diǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)擬合運(yùn)算得到的，體現(xiàn)在重構(gòu)的CAD模型上，故被稱為重構(gòu)參數(shù)。通常來說，反求項目并不是直接的對具體物體進(jìn)行測量，所以具體物體的數(shù)值是未知的，當(dāng)前，最初始的設(shè)計數(shù)值也是未知的。

目前，反求工程均使用重構(gòu)后的模型參數(shù)作為制造產(chǎn)品的原始參數(shù)，即用重構(gòu)參數(shù)去制造產(chǎn)品。這里我們來比較一下重構(gòu)參數(shù)（制造產(chǎn)品的原始參數(shù)）與原始設(shè)計參數(shù)（制造原型的原始參數(shù)）之間的誤差：在重構(gòu)的計算中，不可避免地會產(chǎn)生誤差，記其為計算誤差Δ計；在對零件或原型進(jìn)行測量時，會產(chǎn)生測量誤差Δ測；零件或原型本身也帶有誤差，包括制造原型時產(chǎn)生的制造誤差Δ制和原型在使用中的磨損和破損誤差Δ損。原型是用原始設(shè)計參數(shù)制造的，現(xiàn)有產(chǎn)品是用重構(gòu)參數(shù)制造的，所以這2個參數(shù)之間存在重構(gòu)誤差Δ構(gòu)。因此，用重構(gòu)參數(shù)作為原始參數(shù)制造的產(chǎn)品若被置于原型的環(huán)境下工作，在某些情況下會達(dá)不到要求。

5 結(jié)束語

當(dāng)前的設(shè)計工作是不能夠脫離創(chuàng)新而獨(dú)自存在，設(shè)計工作者要具有創(chuàng)新思想，要切實(shí)的體現(xiàn)出自身的創(chuàng)造能力，而且要熟悉當(dāng)前的分析設(shè)備，進(jìn)而設(shè)計出品質(zhì)更高，更加能夠符合使用者規(guī)定的設(shè)備，上述內(nèi)容是存在于設(shè)計發(fā)展的整個階段的必然規(guī)定。

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